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2014中国隧道与地下工程大会(CTUC)
暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十八届年会
2014年11月23-26日浙江·杭州
隧道塌方机理及分析方法研究进展
丁文其、朱合华、徐前卫、
汪成兵、金威、郑康成等
同济大学土木工程学院地下
建筑与工程系

目录
1 概述
隧道围岩破坏模式及
2
原因分析
隧道围岩塌方破坏模
3
型试验
隧道围岩塌方分析方
4
法
同济大学地下建筑与工程系
一、概述
随着我国交通和城市建设的高速发展,隧道
工程的安全问题,特别是塌方问题日益受到
广大土木工程师的关注。
目标任务
通过机理及理论方法研究,不仅解决工程难题,进而建立隧
道塌方预警预测体系,完善隧道塌方的治理措施。
面临的技术难题: 解决途径:
依据隧道塌方调研资料对隧道塌
? 隧道塌方种类繁多
方的分类及其原因进行分析研究
? 隧道塌方原因复杂通过室内模型试验、机理分析、
? 隧道塌方机理、理论方法数值方法,模拟不同级别的围岩
和开挖方式,研究隧道塌方规律
研究不深入及建立分析方法
? 塌方预警预报体系不完善建立典型地质条件下隧道塌方预
测预警指标体系
? 隧道塌方综合治理措施不
分析研究不同围岩级别下典型塌
健全方的治理措施
二、隧道围岩破坏模式及原因分析
隧道典型塌方调查分析公路隧道塌方资料统计
调研数月
收集到的公路隧道塌方
共数十例,各级围岩塌
方出现的频率见表。
文献查阅
按围岩等级与
塌方类型分类
二、隧道围岩破坏模式及原因分析
隧道围岩破坏模式分类
其它
E
按塌方体 A C 按塌方机
积与高度理分类
隧道塌方分类
分类
拱形塌方
按塌方区 B D 按塌方形
域分类态分类
局部塌方塌穿型
塌方
6
隧道围岩破坏模式分类
隧道塌方的类型
按塌方体体积或按塌方区
按塌方形态分类按塌方机理分类
高度分类域分类
松
膨大危散软硬
洞洞胀变岩介岩岩
小中大口身局拱异
部形型岩形滑质蠕岩
塌塌塌段段隧隧岩动垮变爆
方方方塌塌塌塌塌爆
方方方道道型落型型
方方塌塌塌型塌塌
方方方塌方方
方
二、隧道围岩破坏模式及原因分析
隧道围岩破坏模式分类
局部塌方拱形塌方塌穿型塌方
8
各级围岩塌方出现的频率表
围岩级别Ⅲ级Ⅳ级Ⅴ级Ⅵ级
局部塌方/ / 1 /
拱形塌方 3 13 10 2
塌穿型塌方/ 3 6 5
掌子面塌方/ / 2 1
总计 3 16 19 8
塌方类型统计示意图
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
局部塌方拱形塌方塌穿型塌方掌子面塌方同济大学地下建筑与工程系
二、隧道围岩破坏模式及原因分析
隧道塌方的原因分析
1 2 3 4
工程地质天气水文勘察设计施工因素
条件因素因素
塌方主要影响因素统计示意图
同济大学地下建筑与工程系